CN201717672U - 配电变压器监控终端装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种配电变压器监控终端装置,属于配电变压器辅助设备领域,包括外壳、电源模块、电压采集模块、电流采集模块、A/D转换模块、计量模块、中央处理器、通讯模块、液晶模块和键盘模块,还包括遥信输入模块和继电器输出模块,GPRS模块和以太网模块等,本实用新型具有功能齐全、性能可靠、精度高、高速、大容量存储、远程通讯、多回路无功补偿等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种配电变压器辅助设备,特别是一种配电变压器监控装置。
背景技术
配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备,其运行数据是整个配电网络基础数据的重要组成部分。随着工业自动化水平的不断提高,企业对供电质量(如电压合格率、频率等)、供电可靠性的要求越来越高,供电企业在进行规划设计时,对电网的现状要了如指掌,业扩报装、新用户接火、***增容、变压器布点涉及等日常规划工作必须有科学依据,对供电企业的生产部门来说,设备的安全是关注的重点。以上几点都和配电变压器可靠运行息息相关,从而需要对电网配电变压器的运行状态进行监控。
目前对电网配电变压器的运行状态监控的装置,他们大部分存在下述不足之处:一是功能不齐全:有的只有检测功能;有的有控制功能,但功能单一;二是精度差,自动化水平低;三是无功补偿控制回路少,补偿方式单一;四是通讯接口少,远程通讯实现困难。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种功能齐全、性能可靠、精度高、高速、大容量存储、远程通讯、多回路无功补偿的配电变压器监控终端装置。
本实用新型采用的技术方案是这样的:一种配电变压器监控终端装置,包括外壳、电源模块、电压采集模块、电流采集模块、A/D转换模块、计量模块、 中央处理器、通讯模块、液晶模块和键盘模块,还包括遥信输入模块和继电器输出模块,
所述电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成,提供装置的工作和控制输出电源;
所述电压采样模块的输出端分别与A/D转换模块和计量模块的输入端连接;
所述电流采样模块的输出端也分别与A/D转换模块和计量模块的输入端连接;
所述A/D转换模块和计量模块的输出端均与中央处理器的IO口连接;
所述通讯模块由串口扩展芯片、红外通讯模块、MAX3232及MAX1487组成6路串行通讯接口,并在中央处理器上设置对应的红外通讯接口、232接口及485接口,所述485接口包括485抄表接口和485无功补偿接口;所述液晶模块与中央处理器的IO口连接,并在中央处理器上设置对应的液晶显示接口;所述键盘模块与中央处理器的IO口连接,并在中央处理器上设置对应的键盘接口;所述遥信输入模块由采集电路和隔离电路组成;并与中央处理器的IO口连接;所述继电器输出控制模块由隔离电路和控制电路组成,并与中央处理器的IO口连接;所述中央处理器还连接有实时时钟、数据存储器和电源管理芯片。所述配电变压器监控终端装置采用三相互补电源。
作为优选:所述电流采样模块包括交流采样模块和直流采样模块,直流采样模块由TVS和放大电路组成。
作为优选:还包括GPRS模块,所述GPRS模块与中央处理器的IO口相连,并在中央处理器上设有对应的GPRS接口。
作为优选:还包括以太网模块,所述以太网模块与中央处理器的IO口相 连,并在中央处理器上设有对应的以太网接口。
作为进一步优选:所述以太网模块包括锂电池充放电模块和以太网通讯模块。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
1、实时监测配电变压器的运行参数,包括三相电压、三相电流、三相有功(无功)功、功率因数、频率、有功(无功)电量、油温、液压等;6路(无源空接点)遥信输入(也可配置为脉冲输入);具有SOE事件顺序记录功能,时间分辨率1ms,记录事件1000条;2组(4路SBO继电器)遥控输出,可实现对2个开关对象的远方分、合闸操作;
2、实时进行电压、电流、有功、无功功率、功率因数、频率越限检测;高次谐波畸变率越限检测;三相电流不平衡越限检测;变压器内部油温,压力等的越限检测。检测结果可以逻辑量上报和显示输出;
3、统计数据 包括曲线统计数据、日统计数据和月统计三部分。本产品内置大容量的快速FLASH和铁电数据存储器,能海量存储2个月曲线数据,半年日统计数据和半年月统计数据。
(1)、曲线统计 间隔为15分钟倍数,可设。可存储2月曲线数据。记录电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、正向有功电能、正向无功电能、反向有功电能、反向无功电能、电压谐波、电流谐波等;
(2)、日统计 日停电时间、日停电累计、记录电压合格率、正向有功、反向有功、正向无功、反向无功、一、四象限无功电能、最大有功需量及时间、最大无功需量及时间、正向有功最大需量及时间、反向有功最大需量及时间、正向无功最大需量及时间、反向无功最大需量及时间、电压最大最小极值、有功最大最小极值、无功最大最小极值、视在功率 最大最小极值、功率因素最大最小极值、不平衡电流最大最小极值、负荷率最大最小极值、分路记录电容器和继电器动作次数和投入时间等数据。
(3)、月统计 正向有功最大需量及时间、反向有功最大需量及时间、正向无功最大需量及时间、反向无功最大需量及时间、记录月电压合格率、设备工作可靠性记录等数据。
4、本实用新型标准配置多种串行数据接口(1路红外、2路485和3路232):内置GPRS模块,用户只需要申请一个GPRS移动号码就可实现远程无线监控,GPRS采用一直在线方式;
内置以太网模块,用户只需要分配一个IP地址和网线,就可以实现联网监控配变监控终端的运行了。以太网的通讯速度快,数据量大,实时、高效,后期运行成本低。
用485接口中的一个实现无功补偿控制输出。最多可以控制32路智能电容器。用户可以根据实际情况选择“三相全共补”、“三相全分补”、“混合补偿”三种补偿方式,用户不用输入每路电容器的容量,本实用新型在上电初始化时会自动读取电容器容量和状态,也可以手动读取。本实用新型以无功功率、功率因素或电压作为控制参量,用户依据实际电网运行情况设置投切参数,这就避免了在小负荷,低功率因素的情况下振荡投切,采用投切预算和回差,就避免了临界值的振荡,提高了***的稳定性。本实用新型统计了每路电容器的动作次数和投入时间以及动作前后的电网运行数据,以供供、用电部门进行负荷分析和统计。
5、本实用新型采用三相电源互补技术,确保在三相中任意2相缺相,设备都能正常工作。
6、本实用新型采用2路直流采样,检测外部直流状态的变化。
7、本实用新型采用6路遥信输入,监控外部开关量的变位,记录其变位时间以及次数。遥信分辨率可以达到1Ms。
8、本实用新型采用4路继电器输出,轻松实现功率控制和电量控制或者断路器的控制。
9、本实用新型的测量精度:
电压0.2级,电流0.2级,频率0.1级,功率因素0.2级,有功功率1级,无功功率2级,有功电度1级,无功电度2级。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1:
如图1所示,一种配电变压器监控终端装置,包括外壳、电源模块、电压采集模块、电流采集模块、A/D转换模块、计量模块、中央处理器、通讯模块、液晶模块和键盘模块,还包括遥信输入模块和继电器输入模块;
所述电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成,提供装置的工作和控制输出电源;
所述电压采样模块的输出端分别与A/D转换模块和计量模块的输入端连 接;所述电流采样模块的输出端也分别与A/D转换模块和计量模块的输入端连接;交流信号经过CT和PT转换后输入放大电路TL2254放大后输入CPU进行采样,计算电网中的各次谐波含量,最高可以达到31次;直流采样模块由TVS和放大电路组成,检测外部直流量的变化,采用差分放大技术,可以检测直流量很小的变化;
计量模块采用珠海聚力的专业电度计量芯片Att7022B,它能同时采集三相电压,电流,有功功率,无功功率,电度,频率,零序电流等等我们关心的电网数据。电压和电流的精度为0.5%,有功精度为0.2S,无功精度为2S。采用专业的计量芯片,确保对配电变压器运行数据的采集的精度;
中央处理器采用TMS320F2812,它是德州仪器的工业控制专业DSP,资源丰富。具有独立的硬件乘法器,128K字闪速存储器,16K字RAM,128位的密匙,2个串口,1个SPI口,1个IIC口,16路12位AD。运行速度快,1秒种可以运行1.5亿条指令(150MIPS)。确保实时、高效的采集、处理配电变压器的运行数据;
通讯模块由串口扩展芯片、红外通讯模块、MAX3232及MAX1487组成6路串行通讯接口。德州仪器的TL16CP754C是支持高达48MHz的运行频率,64字节的先入先出(FIFO)缓冲,支持RS-485模式和红外模式,可扩展4路通道。红外通讯解决短距离无线通讯,可以现场读取和修改设备运行参数,实时数据。采用RS-485连接***的智能设备。RS232进行***维护;
液晶模块采用信利的宽温的160*160显示模块,分辨率高,显示清晰,实时显示运行数据和控制参数。
键盘模块采用4键键盘,“取消”,“确定”,“上(+)”和“下(—)”构成简单的按键组,实现翻屏,修改功能,人机交换直观,高效;
遥信输入模块,检测外部开关量的变位情况,记录其变位的时间和次数。由采集电路和隔离电路作组成。检测分辨率最小为1Ms;
继电器输出控制模块,由隔离电路和控制电路组成,实现对外部用电设备的断路器进行合闸和跳闸控制;
所述A/D转换模块和计量模块的输出端均与中央处理器的IO口连接;所述通讯模块由串口扩展芯片、红外通讯模块、MAX3232及MAX1487组成6路串行通讯接口,并在中央处理器上设置对应的红外通讯接口、232接口及485接口,所述485接口包括485抄表接口和485无功补偿接口;所述液晶模块与中央处理器的IO口连接,并在中央处理器上设置对应的液晶显示接口;所述键盘模块与中央处理器的IO口连接,并在中央处理器上设置对应的键盘接口;所述遥信输入模块由采集电路和隔离电路组成;并与中央处理器的IO口连接;所述继电器输出控制模块由隔离电路和控制电路组成,并与中央处理器的IO口连接;
所述中央处理器还连接有实时时钟、数据存储器和电源管理芯片;
数据存储器由1个铁电FR24CL64和2个Atmel公司的AT45BD321D组成,高达8MByte的存储空间。可以存储2个月的曲线数据(间隔15分钟)、半年的日统计和月统计数据,8只电度表的统计数据;
电源管理芯片采用德州仪器的TPS767D318,它是这对双电源DSP专用电源芯片,它同时提供1.8V的内核电源和3.3V的IO口电源。它能提供高达800mA的电流,保证主CPU的稳定工作,从而保证***的稳定运行。实时时钟采用Maxim的DS3231,它采用温度补偿技术,常温下误差小于25PPM,确保***时钟的精确度;
电源采用三相交流互补技术,由三个交流变压器降压后进入整流桥整流, 再经过国半的LM2576产生12V和5V电源。LM2576是国半专业的开关电源芯片,电流大,可达3A,效率高,高达84%,确保整个设备的稳定运行;
还可以包括GPRS模块,所述GPRS模块与中央处理器的IO口相连,并在中央处理器上设有对应的GPRS接口;
还可以包括以太网模块,所述以太网模块与中央处理器的IO口相连,并在中央处理器上设有对应的以太网接口,所述以太网模块包括锂电池充放电模块和以太网通讯模块。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种配电变压器监控终端装置,包括外壳、电源模块、电压采集模块、电流采集模块、A/D转换模块、计量模块、中央处理器、通讯模块、液晶模块和键盘模块,其特征在于:还包括遥信输入模块和继电器输出模块,
所述电源采样模块由电源管理芯片和电源转换电路组成,提供装置的工作和控制输出电源;
所述电压采样模块的输出端分别与A/D转换模块和计量模块的输入端连接;
所述电流采样模块的输出端也分别与A/D转换模块和计量模块的输入端连接;
所述A/D转换模块和计量模块的输出端均与中央处理器的IO口连接;
所述通讯模块由串口扩展芯片、红外通讯模块、MAX3232及MAX1487组成6路串行通讯接口,并在中央处理器上设置对应的红外通讯接口、232接口及485接口,所述485接口包括485抄表接口和485无功补偿接口;
所述液晶模块与中央处理器的IO口连接,并在中央处理器上设置对应的液晶显示接口;
所述键盘模块与中央处理器的IO口连接,并在中央处理器上设置对应的键盘接口;
所述遥信输入模块由采集电路和隔离电路组成;并与中央处理器的IO口连接;
所述继电器输出控制模块由隔离电路和控制电路组成,并与中央处理器的IO口连接;
所述中央处理器还连接有实时时钟、数据存储器和电源管理芯片。
2.根据权利要求1所述的配电变压器监控终端装置,其特征在于:所述配电变压器监控终端装置采用三相互补电源。
3.根据权利要求1所述的配电变压器监控终端装置,其特征在于:所述电流采样模块包括交流采样模块和直流采样模块,直流采样模块由TVS和放大电路组成。
4.根据权利要求1所述的配电变压器监控终端装置,其特征在于:还包括GPRS模块,所述GPRS模块与中央处理器的IO口相连,并在中央处理器上设有对应的GPRS接口。
5.根据权利要求1所述的配电变压器监控终端装置,其特征在于:还包括以太网模块,所述以太网模块与中央处理器的IO口相连,并在中央处理器上设有对应的以太网接口。
6.根据权利要求5所述的配电变压器监控终端装置,其特征在于:所述以太网模块包括锂电池充放电模块和以太网通讯模块。
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